כחום הגוף

01.03.2003
 
מימין: פרופ' מיכאל אייזנבך, ענת בהט ואנה גקמסקי. מסלול מכשולים
 
תאי זרע מנווטים את דרכם אל איזור הפריית הביצית באמצעות חישני חום, בדומה לטילים מונחים המתבייתים על חום המנוע של מטוסים (עד כה סברו שמנגנון המשיכה של תאי הזרע אל הביציות מבוסס על "העדפות כימיות" בלבד). מסקנה מפתיעה זו עולה ממחקר שביצע באחרונה פרופ' מיכאל אייזנבך מהמחלקה לכימיה ביולוגית במכון ויצמן למדע. זו הפעם הראשונה שתופעה זו, של תנועה הנשלטת על-ידי הבדלי טמפרטורה, הקיימת במיקרו-אורגניזמים ובתולעים, מתגלה בתאי זרע.
 
המחקר, שממצאיו התפרסמו באחרונה בכתב העת NATURE MEDICINE , בוצע על-ידי תלמידת המחקר ענת בהט מקבוצת המחקר של פרופ' אייזנבך במכון ויצמן למדע, בהשתתפותה של תלמידת המחקר אנה גקמסקי מאותה קבוצה, וכן ד"ר אילן טור-כספא מהמרכז הרפואי ברזילי באשקלון, והמדענית האורחת מארגנטינה, ד"ר לאורה ג'יוחלס.
 
במסעם מהנרתיק עוברים תאי הזרע דרךצוואר הרחם והרחם, אל החצוצרה. שם, באיזור הקרוב לרחם, הם נקשרים לדופן החצוצרה, ולמעשה מאוחסנים שם. באיזור האיחסון הם עוברים תהליך הבשלה שמכשיר אותם לחדור מבעד לדופן הביצית. תא זרע שסיים את תקופת הכשרתו מתנתק מדופן החצוצרה (באיזור האיחסון). אם ב-24 השעות שקדמו לכך התחולל ביוץ (אורך חיי הביצית הוא 24 שעות), יוצא תא הזרע הבשל למסע ארוך, מפותל ומסובך, דרך החצוצרה, אל אתר ההפריה, שבו ממתינה לו הביצית.
 
כיצד תא הזרע מצליח לנווט את דרכו דרך החצוצרה, שהיא איזור סבוך מאוד, אל הביצית? בעבר גילה פרופ' אייזנבך, שתאי זרע בשלים נמשכים משיכה כימית אל הנוזל שסביב הביצית.
 
תגלית זו העלתה את הסברה שהניווט נעשה באמצעות אותה משיכה כימית. אולם, התנועה המתמדת של החצוצרה מפריעה להיווצרות מפל ריכוזים למרחקים גדולים יחסית, דבר שמשמעותו המעשית היא מניעת האפשרות שתיווצר משיכה כימית ארוכת טווח. כך עלתה הסברה, שהמשיכה הכימית יכולה לסייע לתא הזרע לנווט את עצמו אל הביצית בתוך תחום אתר ההפריה, אבל היא אינה יכולה להיות הגורם שבאמצעותו תא זרע מנווט את דרכו מאתר האיחסון אל אתר ההפריה שבו ממתינה לו הביצית.
 
כיצד, אם כן, מצליחים תאי הזרע למצוא את דרכם בחצוצרה, ולהגיע בתוך דקות ספורות מאתר האיחסון אל אתר ההפריה? זו השאלה שפרופ' אייזנבך וחברי קבוצת המחקר שהוא עומד בראשה יצאו לפתור במחקרם הנוכחי. סקירה מדוקדקת של הספרות המקצועית בתחום זה העלתה, שבארנבות קיים הבדל של שתי מעלות צלסיוס בין טמפרטורת אתר האיחסון לבין טמפרטורת אתר ההפריה בחצוצרה. המדענים מצאו שבזמן ביוץ, טמפרטורת אתר האיחסון נמוכה בכשתי מעלות צלסיוס בהשוואה לטמפרטורת אתר ההפריה (שהיא כשלעצמה נמוכה במעט מטמפרטורת הגוף). הממצא הזה העלה את האפשרות, שתאי הזרע שמצויים באזור האיחסון הקר יחסית נמשכים אל אזור ההפרייה החם יחסית, שבו ממתינה להם הביצית. תופעה זו, של תנועה שהיא למעשה הימשכות אל החום, כונתה בידי המדענים "תרמוטקסיס". על פי ההשערה הזאת, תאי הזרע מנווטים את דרכם מאיזור האיחסון אל איזור ההפריה, דרך החצוצרה, באמצעות תרמוטקסיס, וכשהם מגיעים לאיזור ההפריה הם מנווטים את יתרת הדרך, עד לביצית עצמה, באמצעות כימוטקסיס- תנועה בעקבות משיכה כימית.
 
כדי לבחון את השערתם, בנו המדענים במעבדה מערכת המדמה את איזור האיחסון, איזור ההפרייה והחצוצרה שביניהם. במערכת הזו הם בחנו את התנהגותם של תאי זרע של ארנבים, ומצאו שאכן, הם רגישים לשינויי טמפרטורה, ונמשכים מהאיזור הקר יחסית (טמפרטורת איזור האיחסון, שבניסוי הייתה 37 מעלות צלסיוס), אל האיזור החם יחסית (טמפרטורת איזור ההפריה, שבניסוי הייתה 39 מעלות צלסיוס). לאחר מכן החלו המדענים להקטין בהדרגה את הפרש הטמפרטורות שבין שני האזורים, ומצאו שגם כאשר קיים ביניהם הבדל קטן מאוד, בן כחצי מעלת צלסיוס בסך הכל, תאי הזרע עדיין נמשכים בעוצמה רבה מהאיזור הקר יחסית ("איזור האיחסון"), אל האיזור החם יחסית ("איזור ההפריה"). יתר על כן, התברר שרק תאי זרע בשלים, אלה העשויים לחדור מבעד לקרום הביצית, פועלים כ"טילים מונחי חום" ומושפעים מהבדלי הטמפרטורות שבין איזור האיחסון לאיזור ההפריה. בעבודה שבוצעה בשיתוף פעולה עם פרופ' חיים ברייטברט מאוניברסיטת בר-אילן, מצאו החוקרים ממצאים דומים בזרע של אדם.

פרופ' אייזנבך אומר, שעל אף העובדה שקשה כיום לראות דרך להפקת תועלת רפואית מיידית מהממצא הזה, בכל זאת ברור שהוא מסייע במידה משמעותית להבנת מנגנוני הרבייה באדם ובבעלי-חיים יונקים אחרים.
 

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם